【摘要】：形狀記憶合金(Shape Memory Alloy,簡稱SMA)是一種智能金屬材料,具有超彈性性能和形狀記憶效應(yīng)。近年來,形狀記憶合金材料在建筑結(jié)構(gòu)領(lǐng)域得到了廣泛的研究和應(yīng)用。在減震結(jié)構(gòu)中,形狀記憶合金特有的超彈性性能和形狀記憶效應(yīng)不僅可以耗散地震作用下的部分能量,而且還可以為建筑結(jié)構(gòu)提供一定的恢復(fù)力,減小結(jié)構(gòu)的殘余變形。但是,形狀記憶合金材料發(fā)揮超彈性性能需要一定的位移,普通的斜撐式機構(gòu)產(chǎn)生的位移極為有限,不能充分發(fā)揮形狀記憶合金材料的減震耗能作用。因此,為充分發(fā)揮形狀記憶合金的性能,本文提出了一種肘節(jié)型SMA阻尼器,并以其為減震裝置對不同場地的地震作用下鋼框架減震結(jié)構(gòu)的抗震性能進行了研究,主要研究內(nèi)容如下:(1)研究了形狀記憶合金超彈性性能與溫度和應(yīng)力的關(guān)系、形狀記憶效應(yīng)、溫度和應(yīng)變的關(guān)系,表明應(yīng)力的變化可以改變超彈性性能曲線的包絡(luò)面積,而溫度的變化只影響超彈性曲線的上下限,不改變包絡(luò)面積,卸載后,形狀記憶合金恢復(fù)原有形狀。(2)設(shè)計了一種具有耗能和自復(fù)位能力的新型SMA阻尼器,介紹了該阻尼器的工作原理和特點。并提出了一種肘節(jié)型位移放大機構(gòu),推導(dǎo)了位移放大系數(shù)與肘節(jié)角度的關(guān)系,提出的肘節(jié)型SMA阻尼器可減小結(jié)構(gòu)位移響應(yīng)。(3)選取不同場地上的地震波,對Benchmark鋼框架模型在有、無阻尼器下的反應(yīng)進行分析,對比了無控結(jié)構(gòu)、斜撐SMA阻尼器結(jié)構(gòu)以及肘節(jié)型SMA阻尼器結(jié)構(gòu)在地震作用下的響應(yīng)和不同阻尼器布置方案下結(jié)構(gòu)的減震效果,表明肘節(jié)型SMA阻尼器可已有效的減小結(jié)構(gòu)的動力響應(yīng),薄弱層層的布置方案在減少阻尼器數(shù)量的同時,可以達到較好的控制效果。
【圖文】：

圖 2-1 單軸加載模型記憶合金超彈性性能的子程序進行驗證，材料度取值為 330K。所施加荷載應(yīng)該保證材料進行0，使試件自由回彈。為了驗證Lagoudas模型的和 Tanaka 模型進行對比分析，結(jié)果如圖 2-2 所

第 2 章 形狀記憶合金材料本構(gòu)關(guān)系圖 2-1 單軸加載模型首先，對形狀記憶合金超彈性性能的子程序進行驗證，材料初始溫度應(yīng)高于奧氏體結(jié)束溫度，溫度取值為 330K。所施加荷載應(yīng)該保證材料進行馬氏體相變，，加載完成后應(yīng)力卸載至0，使試件自由回彈。為了驗證Lagoudas模型的正確性，將Lagoudas模型與 Liang 模型和 Tanaka 模型進行對比分析，結(jié)果如圖 2-2 所示。
【學(xué)位授予單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TU391;TU352.11

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本文編號：2619737